Артур Орд-Хьюм - Вечное движение. История одной навязчивой идеи

„В своем предыдущем сообщении („Философикэл джорнэл“, 1799, т. 1, с. 375) я дал оценку некоторым ошибочным проектам получения вечного движения из неизменных источников силы. Я упоминал о том, что течение рек, смена морских приливов и отливов, изменения в направлении ветров, расширение твердых тел и жидкостей при нагревании, подъем и падение ртути в барометре, гигрометрические изменения в останках живой материи или любые другие изменения в природных явлениях, которые постоянно происходят вокруг нас, могут быть использованы в качестве перводвигателя для мельниц, часов и других машин, поддерживая их работу непрерывно, вплоть до полного износа механических частей. Многочисленные примеры применения этой разновидности вечного движения мы наблюдаем в ветряных мельницах и других широко распространенных устройствах, действие которых строго ограничено определенными местными условиями“.

Далее Николсон переходит к описанию „Вечного Двигателя“ Кокса. Упоминание о созданной „инженером Рее“ барометрической самозаводящейся системе сопровождается словами: „задуманная и воплощенная им“, а в сноске говорится о том, что в июне 1799 года Рее был назначен членом совета инспекторов по морским работам в адмиралтействе. Он был, следовательно, человеком уважаемым, и заслуги его были общепризнаны.

Рисунок, иллюстрирующий статью Николсона, заимствован из книги Фергюсона. Он был сделан, вероятно, до 1776 года, когда весь музей Кокса был распродан. (Сам Фергюсон умер в ноябре того же года).

Как уже говорилось, самозавод в часах Кокса осуществлялся с помощью присоединенного к ним барометра. Конструкция всего устройства была выполнена так, что независимо от того, поднимается или опускается столбик ртути в барометре, колесо, соединяющее барометр с часовым механизмом, всегда вращается в одном и том же направлении. В результате этого грузы, сообщающие движение часам, всегда поднимались вверх.

Наиболее серьезные и неожиданные затруднения, с которыми столкнулся Кокс при конструировании своих часов, были связаны с тем, что изменения атмосферного давления, столь незначительные, едва ощутимые, оказались слишком большими для нормальной работы механизма подзавода; они могли привести к слишком быстрому вращению колеса и, как следствие этого, к разрыву цепи, на которой крепились грузы. Но Кокс успешно справился с этой задачей. Он добавил к механизму устройство, которое выводило колесо из зацепления, если грузы были подняты до верхней точки траектории движения, и вновь „включало“ колесо лишь после того, как грузы опускались на некоторое расстояние.

На рис. 46 показан эскиз общего вида „Вечного Двигателя“ и устройство „барометрического механизма подзавода“ (в левой части рисунка).

Рис. 46.

Важнейшими элементами устройства являются два качающихся рычага Аа и Вв. К концам этих рычагов с помощью стержней присоединена установленная на шарнире рама F. К раме прикреплена колба Н барометра, трубка которой опущена в стеклянный сосуд K , наполненный ртутью. Сосуд также подвешен на стержнях к качающимся рычагам. Способ соединения этих узлов и элементов механизма является важной частью изобретения. Стержни, поддерживающие колбу, закреплены в точках А (у левого края одного рычага) и в (у правого края другого рычага); сосуд же подвешен в других, противоположных концах рычагов, то есть в точках В и а. Очевидно, что при таком соединении рычагов с элементами барометра произойдет следующее: подъем колбы заставит сосуд опускаться, и, напротив, при опускании колбы сосуд должен будет подниматься, так как один конец рычага движется вверх, а противоположный конец вниз. Поскольку сосуд сверху открыт, то под действием атмосферного давления некоторая часть ртути вытесняется в колбу. При этом вес колбы увеличивается, и она опускается вниз (если же ртуть перетекает из колбы в сосуд, то колба, становясь легче, поднимается вверх). Вместе с колбой поднимается и опускается рама F и присоединенная к ней рама М , являющаяся частью механизма подзавода (см. левую часть рисунка). В раме М сделан прямоугольный вырез, на внутренних сторонах которого, как на рейках, нарезаны зубья. С одной стороны выреза зубья направлены вверх, с другой стороны — вниз. Когда рама опускается, зубья, направленные вниз, зацепляются с зубьями колеса N , когда они поднимаются, в зацепление входят зубья на противоположной стороне выреза. Колесо же при этом постоянно поворачивается в направлении по часовой стрелке. Рама М движется между четырьмя фрикционами, которые поддерживают ее в вертикальном положении. Механизм снабжен стопором О , предотвращающим колесо от проворота в противоположном направлении. Позади колеса N расположен блок или звездочка, поддерживающая замкнутую цепь. Эта цепь проходит над блоками UU , далее под двумя нижними блоками S и s , затем над блоками VV и над осью большого колеса R , которое с помощью гири Т приводит часы в действие. Соответствующая гиря t на другой стороне цепи служит противовесом, натягивающим эту часть цепи, и представляет собой пустой медный ящичек. Гиря Т — это такой же ящичек, но наполненный свинцом. Одна половина силы тяжести этой гири воздействует на часть цепи, обозначенной цифрами 5 и 6, вторая ее половина — на параллельную часть цепи 7 и 8.

Движение всех элементов механизма подобрано таким образом, чтобы часы работали без подзавода в течение целого года (при этом гиря Т опустится из верхнего своего положения до дна футляра часов). Однако изменения атмосферного давления, приводящие в действие с помощью зубчатой рамы механизм подзавода, обеспечивают постоянное подтягивание гири вверх.

Для того чтобы колесо не вращалось слишком быстро, Кокс сконструировал его таким образом, что оно свободно поворачивалось на своей оси; при этом вращение начиналось только тогда, когда защелка (или предохранитель) падала на храповое колесо. Подъем предохранителя с храповика и остановка вращающегося колеса происходили лишь в том случае, если верхушка рамы блока S касалась стержня X . Совершенно очевидно, что на всех этапах работы механизма необходимо было сохранить устойчивое равновесие его элементов. Вот почему рама М уравновешивалась цепью с гирей, проходящей через блок Y в верхней части устройства.

Так и стоял в музее Уикса „Вечный Двигатель“ — большой, тяжелый ящик красного дерева, внутри которого помещался массивный механизм, сделанный из стали и меди, стеклянные контейнеры и 150 фунтов ртути. Перевезти его со Спринг-гарден, не вынув колбы со ртутью и не остановив тем самым часовой механизм, оказалось невозможным. Вероятно, Уикс это понимал. После его смерти экспонаты перешли к новым владельцам, а в пятидесятых годах XVIII века коллекция музея на Тичборн-стрит была отправлена в музыкальный выставочный зал лондонского Павильона.